板带钢轧机生产工艺流程及未来来发展趋势(二)

板带钢轧机生产工艺流程及未来来发展趋势（二）1.6、热轧无头轧制无头轧制的特点和产生的效果与间歇式轧制相比，无头轧制生产效率可提高20%-30%。无头轧制工艺因精轧效率提高使坯料加热炉可以高效率操作以及轧制过程中加速、减速轧制次数减少，降低了能源消耗。无头轧制中没有带钢前段的摆动现象，所以在输出辊道上可以进行均匀冷却。由于实现全长度张力轧制使板形稳定并省略了热平整轧制。此外，无头轧制解决了难轧品种的问题，扩大了产品品种。在间歇式轧制中，精轧末段大压下轧制难度很大，特别是由于存在带钢末端褶皱问题，大压下轧制很难实施。而在无头轧制中由于没有尾端轧制的问题，使精轧末段大压下轧制能够稳定进行。间歇式轧制的润滑轧制，由于有带钢前端咬入问题，所以要对前端除油，咬入后再喷油，因此不能保证带钢全长的质量稳定。无头轧制则不存在这个问题。无头轧制最近实用化的坯料接合方法是大剪切变形接合技术（SDJ：SuperDeformationJoining）。SDJ是将两块坯料重叠起来，一面对接合位置进行剪切，一面使上下刀具接近，在极短时间内完成坯料接合的固相接合方式。在大气环境下，在不到0.5s的极短时间内即可获得热轧不断的接头强度。由于接合时间极短，所以可制作成与摆锤剪动作相同的摆式接合机，并且可以制作成将接合机固定在基础上的固定装置。浦项钢铁公司的浦项钢铁厂2号热轧生产线装置了SDJ接合机并于2007年1月正式投入无头轧制生产。实践证明，SDJ具有提高产量、扩大规格、提高质量的效果。每月无头轧制产量达10万t，到目前为止，已经实现的最多连轧坯料达45块，重量达1000t以上。1.7、半无头轧制半无头轧制是对薄板坯连铸机制造的长尺板坯进行轧制的轧制工艺。半无头轧制减少了轧制不稳定的头尾轧制次数，由于轧制条件稳定不变，使带钢质量均匀化并使轧制过程稳定。半无头轧制各设备的技术参数示例如下：①薄板坯连铸机制造板坯厚度为70mm，拉坯速度6m/min，最大板坯长度300m；②隧道式加热炉长310m，可加热300m长的板坯；③粗轧机和精轧机是4辊串列式布局，R2、F1-F5是具有强力板凸度控制功能的PC轧机，可根据轧制长尺坯料时的热凸度和轧制极薄带钢时的板厚变更，在轧制过程中改变交叉角。这是该生产线的一项关键技术。带钢前部按厚度为1.5mm进行轧制，该厚度轧制后，带钢变薄，在轧制中由1.5mm变更为1.2mm，然后又进一步变薄为1.0mm，最后又恢复到1.5mm。这种情况下，各架轧机的轧制负荷有很大变化，仅靠工作辊弯曲很难对钢板凸度进行有效控制。因此，轧制时轧辊交叉角的变更是十分必要的。连铸坯直送轧制，无需对铸坯进行再加热，因此与传统轧制相比，减少工序、节约能量。使用长尺坯料可以进行连续轧制，因此可轧制极薄带材。由于经过隧道炉均热，坯料在轧制方向和宽度方向的温度差非常小，所以提高了钢板的厚度和凸度精度，并且获得良好的板形。该轧制系统主要生产厚度为0.7-3mm，宽度1000-1560mm的薄带钢，年产量为130万t。1.8、HC轧机和UC轧机HC轧机和UC轧机是作为具有强力板形控制能力轧机开发出的轧机类型。为解决上述4辊轧机的问题，HC轧机中增加了中间辊，变成6辊轧机，可以按照钢板的宽度将中间辊的辊肩向轧机中心移动，因此有害接触部分减少，减轻了轧辊在板宽以外接触引起的工作辊弯曲程度。UC轧机是在HC轧机上增加了中间辊弯辊功能的轧机。这种轧机具有横向刚性无限大的特点，在轧制过程中，轧制速度变化、轧材温度变化、轧制油温度变化、工作辊粗度变化等原因引起轧机负荷发生大变化时，钢板板形仍可保持平坦，是一种具有良好板形控制功能的轧机。图4：HC轧机和UC轧机的功能1.9、高刚性森吉米尔轧机（HZ轧机）过去在冷轧不锈钢、电工钢和硬质特殊钢时多使用多辊一体化机架的高刚性20辊森吉米尔轧机（20辊ZR-M）。但这种一体化机架结构限制了上下轧辊开口量不能很大，因此，在通板发生断带故障时，不得不牺牲作业能力。另一方面，分体式机架可以增加上下轧辊开口量，但轧机的纵向刚性显著下降，难于保证钢板的厚度和板形。分体式内机架高刚性20辊森吉米尔轧机（HZ轧机）解决了上述问题。HZ轧机的结构是在外机架内装置分体式内机架，内机架分别与上下轧辊组成为一体。HZ轧机结构的优点是，上内机架有两个轧制负荷支撑部，使上内机架形状最佳化，纵向刚性系数可达350t/mm，刚性系数降低程度控制在比20辊ZR-M低15%的范围内。传统的20辊ZR-M公称直径轧辊的上下辊开口度只有8.5mm，HZ轧机上下辊开口度可达250mm。因此HZ轧机在通板时可以增加轧辊开口度，并扩大了换辊时可换轧辊的辊径。HZ轧机在提高轧制钢板质量方面的效果是：①板厚精度：直接将高应答伺服阀装配在下内机架的上推压下系统，压下机构的应答性与轧辊垂直排列轧机相同（15-20Hz），提高了板厚精度；②板形控制：HZ轧机采用双AS-U，与传统的单AS-U相比提高了板形控制能力。HZ轧机对工作侧和驱动侧的主油缸位置调整应答速度，比传统的20辊ZR-M的AS-U辊调平应答速度有极大提高，很容易抑制单侧浪形。此外，第一中间辊移动可以抑制钢板端部的浪形。由于钢质和厚度的不同，硬质难轧材料的板厚精度会有一些差别，但厚度0.3mm以下薄板的速度稳定部的厚度波动小于±3-4μm，加减速部厚度波动小于±6-8μm。在对硬质难轧材料实施大压下（25%-35%）轧制时，利用基于模糊神经网络模型的板形控制技术，速度稳定部的板形偏差平均为±12-15I-单位，加减速部板形偏差平均为±24-30I-单位。2、轧制设备展望目前，世界范围的钢铁需求量仍在不断增加，虽然需求主要是普通钢，但随着以汽车制造业为代表的产业全球化发展趋势，对高级钢轧制设备的需求也将增加。热精轧机轧制硬质薄带材时，防止轧机振动技术和精轧末段甩尾防止技术都是很重要的。在这方面MSD和LSM技术正在开发中，预期今后将在轧制高级钢中发挥作用。采用这些技术并运用板形控制技术和高耐久性轧辊技术，将会实现精轧大压下、串列式全机架自由程序轧制，从而以更大的自由度对钢板材质和质量进行控制。不言而喻，这些技术对于生产普通钢也具有稳定生产、提高产量的作用。新型在线磨辊技术ORP的采用可以减少轧辊更换次数，提高无头轧制的生产效率，从而最大限度发挥出热精轧机所具有的生产能力。在钢铁业全球化的竞争形势下，轧制设备制造企业紧跟钢铁业的生产和技术需求，不断开发新型轧制设备和轧制技术是十分重要的。